หลักฐานที่แสดงถึงวิวัฒนาการ

หลักฐานที่แสดงถึงวิวัฒนาการ

แบบฝึกหัดก่อนเรียน: https://docs.google.com/forms/d/1HlANwqJeYXbVhE45QA8rdg14GD_iE7Huf461n6Lgy9w/edit?ts=5d67ba2e

1. ซากดึกดำบรรพ์ (Fossil)

ถือเป็นหลักฐานสำคัญในการศึกษาเรื่องวิวัฒนาการ

พบได้ในหินชั้นหรือหินตะกอน

ซากยิ่งอยู่ลึกยิ่งโบราณ

ซากชั้นบนๆ จะมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมากกว่าชั้นล่างๆ

นักชีววิทยาคำนวณอายุของซากดึกดำบรรพ์ได้จากอายุของชั้นหิน

ปัญหาของซากดึกดำบรรพ์ คือ มักจะได้ข้อมูลไม่สมบูรณ์

2. หลักฐานจากกายวิภาคเปรียบเทียบ

คือ การเปรียบเทียบโครงสร้างอวัยวะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน จนทราบถึงความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต แบ่งออกเป็น

Analogous Structer คือ โครงสร้างที่มีองค์ประกอบต่างกัน แต่ทำหน้าที่อย่างเดียวกัน เช่น ปีกนกกับปีกแมลง

Homologous Structer คือ โครงสร้างที่มีองค์ประกอบเหมือนกัน แต่หน้าที่ต่างกัน เช่นแขนคนกับขาแมว

3. หลักฐานจากคัพภวิทยาเปรียบเทียบ

หรือ การเปรียบเทียบการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอ คือ ทฤษฎีจากการดูหลักฐานการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอ เรียกว่า ทฤษฎีการย้อนซ้ำลักษณะ (Theory of Recapitulation) ซึ่งกล่าวว่า การเจริญเติบโตของสัตว์จากระยะตัวอ่อนจนถึงขั้นตัวเต็มวัยจะเป็นการย้อนรอยหรือแสดงลักษณะที่เหมือนกับการวิวัฒนาการของบรรพบุรุษ

4. หลักฐานระดับโมเลกุล

เนื่องจากความต่างของวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องกับลำดับของเบสดีเอ็นเอ และสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรมซึ่ง ใช้บ่งชี้ถึงความใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการ ถ้ามีความใกล้ชิดกันก็จะมีความเหมือนกันของดีเอ็นเออยู่ นอกจากนี้ยังอาจใช้โปรตีนที่เป็นผลิตภัณฑ์จากรหัสของดีเอ็นเอมาศึกษาเพื่อเปรียบเทียบความต่างของยีนในสิ่งมีชีวิตได้เช่นกัน

5. หลักฐานทางชีวภูมิศาสตร์

สัตว์ที่อยู่บนผืนแผ่นดินใหญ่จะมีความคล้ายคลึงกับสัตว์ที่อยู่บนเกาะในละแวกใกล้เคียง ส่วนสัตว์ที่อยู่บนเกาะเดี่ยว หรือบริเวณที่ถูกแยกโดยสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์จะมีความแตกต่างกัน นั่นจึงทำให้เกิดการกระจายพันธุ์พืชและสัตว์ออกไปได้หลากหลายสปีชีส์ตามที่ต่างๆ โดยขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม

แนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

1. แนวคิดของฌอง-แบบติสต์ ลามาร์ก

นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส เสนอไว้ 2 กฎ

1.1 กฎการใช้และไม่ใช้ อวัยวะที่มีการใช้งานมากในการดำรงชีพจะแข็งแรงและมีขนาดใหญ่ขึ้น ส่วนที่ไม่ค่อยได้ใช้ก็จะอ่อนแอและเสื่อมไปได้รับการพิสูจน์แล้ว

1.2 กฎการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากกฎการใช้และไม่ใช้จะคงอยู่ได้ และสิ่งมีชีวิตสามารถถ่ายทอดลักษณะใหม่นี้ไปสู่ลูกหลานได้ พิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นความจริง เนื่องจากทฤษฎีของลามาร์กไปเน้นว่าการถ่ายทอดนี้เกิดจากการฝึกปรือ ซึ่งในความเป็นจริงการเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์แล้วจึงจะสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกได้

2. แนวคิดของชาร์ลส์ ดาร์วิน

นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ ได้เดินทางไปกับเรือ Beagle สำรวจอเมริกาใต้ และหมู่เกาะกาลาปากอส จนได้พบนกฟินซ์ที่มีขนาดและรูปร่างของจะงอยปากต่างกันตามอาหารที่กิน (ตามสภาพอาหารของเกาะนั้นๆ) เขาจึงเสนอ ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติสิ่งมีชีวิตจะถูกคัดเลือกให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม

ตัวที่มีลักษณะไม่เหมาะสมจะไม่สามารถอยู่รอดได้

ทำให้เกิดการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตจนเกิดเป็นสปีชีส์ใหม่

พันธุศาสตร์ประชากร

ประชากร หมายถึง กลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่เป็นชนิดเดียวกันอาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกันในช่วงเวลาหนึ่ง

ประชากรในเชิงวิวัฒนาการ หมายถึง สมาชิกในประชากรของสิ่งมีชีวิตสามารถผสมพันธุ์ระหว่างกันได้และให้ลูกที่ไม่เป็นหมัน

Gene Pool หมายถึง ยีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งประกอบด้วยแอลลีล (Allele) ทุกแอลลีลจากทุกยีนของสมาชิก

พันธุศาสตร์ประชากร คือ การศึกษาเกี่ยวกับการกระจายและการเปลี่ยนแปลงของความถี่ของแอลลีลในประชากร

ปัจจัยที่ทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีล

1. การเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนแบบไม่เจาะจง

หมายถึง การเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นแบบสุ่มและไม่มีทิศทาง ทำให้ประชากรมีจำนวนสมาชิกน้อยลงอย่างฉับพลันโดยเหตุบังเอิญ หรือภัยธรรมชาติ ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลในยีนพูลเป็นอย่างมาก สามารถพบได้ 2 รูปแบบ คือ

ผลกระทบจากผู้ก่อตั้ง (Founder Effect)

การเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลที่เกิดขึ้นกับประชากรที่มีขนาดเล็ก อันเป็นผลจากการอพยพ หรือแยกตัวออกมาจากประชากรขนาดใหญ่ เมื่อแยกแล้วสามารถแพร่พันธุ์กลายเป็นประชากรกลุ่มใหม่อย่างรวดเร็ว โดยประชากรกลุ่มใหม่จะมีความถี่ของยีนแตกต่างจากประชากรดั้งเดิมอย่างชัดเจน

ปรากฏการณ์คอขวด (Botteneck Effect)

เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับประชากรขนาดใหญ่ซึ่งมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมาก โดยจำนวนประชากรจะลดลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากสภาวะแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น เกิดภัยธรรมชาติ หรือเกิดโรคระบาด

ประชากรที่อยู่รอดจากเหตุการณ์ดังกล่าวจะมีขนาดเล็กลงทำให้แอลลีลบางอย่างเพิ่มขึ้น, ลดลง หรือหายไปจากยีนพูลก่อให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมที่ลดลง

2. การถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีน

คือการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร โดยการผสมพันธุ์ข้ามประชากร เนื่องจากการอพยพระหว่างกลุ่ม ทำให้ประชากร 2 ประชากรมีความคล้ายคลึงกันมากขึ้น และอาจกลายเป็นกลุ่มเดียวกันได้เมื่อเวลาผ่านไปนานๆ ประชากรใหม่จึงเกิดความหลากหลายเนื่องจากการรวมตัวกันของ 2 ประชากร

อพยพเข้า = นำยีนใหม่เข้ามาในกลุ่ม

อพยพออก = นำยีนเก่าออกไปนอกกลุ่ม

3. การเลือกคู่ผสมพันธุ์

สิ่งมีชีวิตส่วนมากมีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แบ่งออกได้ดังนี้

การผสมพันธุ์แบบสุ่ม

เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นส่วนมาก การผสมพันธุ์แบบนี้มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนน้อย

การผสมพันธุ์ไม่เป็นแบบสุ่ม

มีการจับคู่ตามคุณสมบัติและลักษณะทางฟีโนไทป์ ถ้าผสมพันธุ์ในสายพันธุ์เดียวกันเรียกว่า Inbreeding จะมีผลทำให้ความถี่ของยีนหรือความถี่ของจีโนไทป์เปลี่ยนแปลงไป

4. การผ่าเหล่า

ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เป็นการเปลี่ยนแปลงของยีนที่ทำให้ผิดไปจากเดิม โดยมากเป็นลักษณะที่ไม่ดีและไม่เหมาะต่อสภาพแวดล้อมจนถูกธรรมชาติคัดทิ้งไป

การผ่าเหล่าสามารถเกิดได้ทั้งเซลล์ร่างกายและเซลล์สืบพันธุ์แต่การเกิดขึ้นที่เซลล์สืบพันธุ์จะมีผลต่อการวิวัฒนาการอย่างมาก เพราะสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อๆไปได้

5. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ประชากรในธรรมชาติมีความแตกต่างแปรผันทางพันธุกรรมอย่างมาก การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะส่งผลให้ความถี่ยีนที่ควบคุมลักษณะที่เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อๆ ไปได้ ส่วนลักษณะที่ไม่เหมาะสมก็จะสูญสิ้นไปเองตามธรรมชาติ



แบบฝึกหัดหลังเรียน: https://docs.google.com/forms/d/1HlANwqJeYXbVhE45QA8rdg14GD_iE7Huf461n6Lgy9w/edit?ts=5d67ba2e

ขอขอบคุณอาจารย์ที่ปรึกษา คุณครูธีระวัฒน์ ปานทอง

และแหล่งข้อมูลอ้างอิงจากเว็บไซส์ BIOLOGY BY P.THANA